Question

（1）T℃時，向1L密閉容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），平衡時c（CH₄）=0.5mol?L^-1．該溫度下反應CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）的平衡常數K=

 

．
（2）乙醇空氣燃料電池中使用的電解質是摻雜Y₂O₃的ZrO₂晶體，它在高溫下能傳導O^2-離子．該電池負極的電極反應式為

 

．
（3）CO可用于合成甲醇，反應方程式為CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示．該反應△H

 

0（填“＞”或“＜”）．實際生產條件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是

 

．

Answer 1

考點：轉化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據化學平衡三段式計算平衡濃度，結合平衡常數概念計算得到，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積；
（2）乙醇具有還原性，為原電池的負極，被氧化，電極反應式為C₂H₆O+6O^2--12e^-=2CO₂+3H₂O，通入空氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-=2O^2-，以此解答該題；
（3）從橫坐標上一點，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉化率，溫度越低轉化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動；

解答： 解：（1）向1L密閉容器中投入1mol CH₄和1mol H₂O（g），平衡時c（CH₄）=0.5mol?L^-1．
該溫度下反應     CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）
起始量（mol/L）  1        1         0      0
變化量（mol/L） 0.5       0.5       0.5    1.5
平衡量（mol/L） 0.5       0.5       0.5    1.5
平衡常數K=

0.5×1．53

0.5×0.5

=6.75（mol/L）²；
故答案為：6.75（mol/L）²；
（2）通入乙醇一極是負極，該極上發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應式為C₂H₆O+6O^2--12e^-=2CO₂+3H₂O；
故答案為：C₂H₆O+6O^2--12e^-=2CO₂+3H₂O；
（3）從橫坐標上一點0.5處，畫一條平行于縱坐標的虛線，看相同壓強下不同溫度時CO的平衡轉化率，溫度越低轉化率越低，說明，升溫時平衡向逆向移動．
第二問：工業(yè)生產要考慮速經濟效益，要考慮速度和效率，壓強越大需要的條件越高，花費越大．
故答案為：＜；在1.3×10⁴kPa下，CO的轉化率已經很高，如果增加壓強CO的轉化率提高不大，而生產成本增加，經濟效益低；

點評：本題是一道很好的綜合試題，主要是平衡常數計算，適合當前的高考思路，綜合性強．同時考查了學生的識圖能力．這是學生必備的能力，題目難度中等．